1 裝飾器背景知識

1.1 基本概念

裝飾器（Decorator）是 Python 中一種函數或類，用來修飾其他函數或類。裝飾器可以改變被裝飾函數的行為，或者在調用被裝飾函數之前和之后增加額外的操作。裝飾器的語法是使用 @ 語法符，在函數定義之前增加裝飾器函數的名稱。

@decorator_func
def my_func():
    pass

1.2 應用場景

• 代碼重用：裝飾器可以讓我們在不更改原函數代碼的情況下，為其添加額外的功能。
• 日志記錄：裝飾器可以記錄函數的調用日志，幫助我們追蹤程序的運行情況。
• 權限控制：裝飾器可以用來實現函數級別的權限控制，只允許特定的用戶訪問特定的函數。
• 緩存：裝飾器可以用來緩存函數的返回值，避免重復計算。
• 類型檢查：裝飾器可以用來在函數調用前檢查參數的類型是否符合要求。
• 裝飾器可以讓你在函數或類的定義中添加額外的邏輯，而不更改它們的實現。

2 簡單的裝飾器代碼

def decorator_func(func):
    def wrapper():
        print("Before calling the function")
        func()
        print("After calling the function")
    return wrapper
@decorator_func
def my_func():
    print("Inside the function")
my_func()
# Output: Before calling the function
#         Inside the function
#         After calling the function

上面展示了最簡單的裝飾器示例代碼。在代碼中，我們建立了一個名為decorator_func的裝飾器和一個名為my_func函數。

• 裝飾器外部的return必須為裝飾器的內部函數，不含括號。通過代碼結構可以看出，裝飾器本身也是一個閉包。
• 在定義裝飾器decorator_func時，括號中的’func’指代被裝飾器裝飾的函數，在這段代碼中指代的就是my_func函數。
• 在被裝飾器裝時候，函數的實際執行執行順序變成了內部函數wrapper所指定的順序。即先執行print(“Before calling the function”)；再執行func()指代的my_func函數；最后執行print(“After calling the function”)。
• 本段代碼的最終輸出為：Before calling the function；Inside the function；After calling the function

3 使用裝飾器記錄函數執行次數

def cal_times(func):
    l=[]
    def wrapper(*var):
        l.append('1')
        func(*var)
        print("函數執行了%s次"%(len(l)))
    return wrapper
@cal_times
def my_func(i):
    print('%s的平方是%s'%(i,i**2))
my_func(5)
my_func(6)

在my_func(i)函數中，我們增加了形參的輸入，因此，在裝飾器中，也要為之做出更改。此處裝飾器中的wrapper函數我們使用*var傳參，這種設計方式的優點是可以讓這個裝飾器適用于任何函數。

再加入了cal_times裝飾器后，函數每運行一次，都會使列表l添加一個1，這樣可以計算函數的運行次數。這段代碼的運行結果如下：

4 帶參數的裝飾器

裝飾器與函數一樣，也可以帶入參數，我們在第二節的基礎上，對代碼做出如下修改：

def decorator_func(param1, param2):
    def decorator(func):
        def wrapper():
            print("Before calling the function with params:", param1,param2)
            func()
            print("After calling the function")
        return wrapper
    return decorator
@decorator_func("hello", "world")
def my_func():
    print("Inside the function")
my_func()

這段代碼使用了裝飾器來在my_func函數調用前后打印額外的信息，并且裝飾器函數decorator_func接受兩個參數，在調用wrapper函數時使用這兩個參數。

最終，代碼將輸出：

Before calling the function with params: hello world； Inside the function；After calling the function。

如果同時還有字典類型的參數傳入，可以使用（*var,**_var）進行解決

5 裝飾器處理有返回值的函數

前面我們定義的函數都是執行某種功能，不涉及到return的相關操作。當涉及到處理有返回值的函數時，對于內部函數我們應該使用一個變量將函數的運行結果保存起來，并放在內層函數的return中。為了實現這一功能，我們將第三部分的代碼做出如下修改：

def cal_times(func):
    l=[]
    def wrapper(*var):
        l.append('1')
        result = func(*var)
        print("函數執行了%s次"%(len(l)))
        return result
    return wrapper
@cal_times
def my_func(i):
    print('%s的平方是%s'%(i,i**2))
    return i**2
a = my_func(5)
b = my_func(6)
print(a,b)

對于這個裝飾器，我們在內部函數wrapper使用result保存運行結果，并將result return，這樣a與b就可以被正常的賦值，運行結果如下圖。

而如果不執行保存result并return，a和b將不會得到任何值：